浅谈热传导问题

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1、浅谈热传导问题摘要：导热又称热传导是指物体各部分无相对位移或不同物体直接接触时依靠分子、原子机自由电子等微观粒子热运动而进行的热量传递现象，导热是物质的属性，导热过程可以在固体、液体及气体中发生。对流换热流体在与它温度不同的壁面上流动时，两者间产生的热量交换，传热学把这一热量传递过程称为对流换热。关键词：热力迭代导热系数一、导热系数我们看到传热方程的结构简单，为此，在解决方案中选取迭代方法是非常有效的。在传热方程求解问题中，高斯赛德尔迭代法可能是使用最广泛的，我们将讨论高斯赛德尔迭代的方法，导热系数在数值

2、上等于单位导热面积、单位温度梯度、在单位时间内传导的热量，故导热系数是表征物质导热能力的一个参数，为物质的物理性质Z—。物质的导热系数是一物性参数，其值依物质的组成、结构、密度、温度和压力等不同而异。导热系数值由实验测定。当物质一定时，通常不考虑压力对其影响而考虑温度因素。工程计算时，遇到温度变化的情况，可取平均温度下的导热系数值进行计算O一般来说，固体的导热系数人丁液体的导热系数，而气体的导热系数最小。导热系数大的材料可用于制造换热设备,如金属;导热系数小的材料可用于保温或隔热设备,如石棉。玻璃棉等。非

3、金属建筑材料和绝热材料的导热系数与温度、组成及结构的紧密程度有关。导热系数与材料的组成结构、密度、含水率、温度等因素有关。非晶体结构、密度较低的材料，导热系数较小。材料的含水率、温度较低时，导热系数较小。通常把导热系数较低的材料称为保温材料（我国国家标准规定，凡平均温度不高于350°C时导热系数不大于0.12W/（m?K）的材料称为保温材料），而把导热系数在0.05乩/米摄氏度以下的材料称为高效保温材料。导热系数高的物质有优良的导热性能。在热流密度和厚度相同时，物质高温侧壁面与低温侧壁面间的温度差，随导热

4、系数增大而减小。锅炉炉管在未结水垢时，由于钢的导热系数高，钢管的内外壁温差不大。而钢管内壁温度又与管中水温接近，因此，管壁温度（内外壁温度平均值）不会很高。但当炉管内壁结水垢时，由于水垢的导热系数很小，水垢内外侧温差随水垢厚度增大而迅速增大，从而把管壁金属温度迅速抬高。当水垢厚度达到相当大（一般为1〜3毫米）后，会使炉管管壁温度超过允许值，造成炉管过热损坏。对锅炉炉墙及管道的保温材料来讲，则要求导热系数越低越好。一般常把导热系数小于一定值的材料称为保温材料。例如石棉、珍珠岩等。Excel工作表在实际应用中

5、非常广泛，通过进行瞬态分析直接消除（高斯消元法）或更复杂的迭代技术。求线性方程组的直接法，其算式繁杂，给人以枯燥沉闷的感觉。为了改善教学效果，采用三对角方程组的追赶法.三对角方程组以及其拓广形式的带状方程组有着广泛的实际应用.追赶法是解三对角线方程组（对角元占优势）的有效方法，它具有计算量少，方法简单，算法稳定等优点，具有鲜明的対称美。二、热传导计算当节点的数量是非常大的时候，迭代技术相比于直接矩阵求逆可能操作更简便，从而更冇效地解决了节点方程。我们可以在该电阻和温度的条件下确定相邻节点的温度作为高斯赛徳

6、尔迭代表达式的参数，通过假定一组初始值利用差分方程来计算相关热传导值。所得到的初始条件是根据理想状态设定的，具体的实际情况下的值要通过计算机进行辅助计算，这个计算一般是很复杂的，要指定一个零值开始计算。显然，6的值越小越需要较长的计算时间来得到期望的结果。因此，应该注意，该解决方案的物理问题准确性是不单独依赖于§的值的。§的值是个常数，决定了该解决方案所设定的差分方程的精度，此外，相关的物理问题还取决于增量的选择。止如我们在求解技术讨论中指出的该矩阵中的数值制是非常稀疏的，它们包含大量的零。三、热传导方程

7、我们已经注意到有限差分法采用逼近的原理，使用越来越小的X增量和y增量来解决物理问题。但我们没有说如何估计这种近似的精确度。直接能量平衡策略中，能量需求信号是基于汽机对能量的要求计算出來的，这个能量要求称为〃能量平衡信号〃，它代表了在任何工况下汽机对蒸汽的需求量。能量平衡信号随着汽机调节阀的开度变化而变化，即使在故障或手动调节时，计算的结果也是正确的。能量平衡是通过直接控制输入炉膛的能量使Z与能量需求信号相匹配而实现的，送入锅炉炉膛的能量通过对锅炉放热量的连续计算确定，直接能量平衡由燃料控制调节器维持。热传

8、导方程涉及的大量问题来自于物理、化学、生态、生物等领域的数学模型，具有强烈的实际背景；另一方面，在热传导方程的理论研究中,也给数学家们提出了许多挑战性的问题。关于非线性抛物方程的整体解与爆破等问题的研究已成为卄•线性抛物方程理论研究屮的一个重要方向。在过去的儿十年里，热传导方程的整体解和爆破现象被很多作者研究过，得出了许多有意义的结果。如果能够检查出能量平衡状态，那么人们可以在再处理时使用较小值的问题，这样可提高准确性。在这些